I pannelli solari fotovoltaici possono avere diversi colori?

Stai pensando di installare pannelli solari ma sei preoccupato per i pannelli solari blu marino che non si adattano allo schema dei colori del tuo tetto? Non preoccuparti più! Oggi esistono pannelli fotovoltaici di un’ampia gamma di colori per l’uso integrato nell’edificio. Naturalmente, ogni opzione ha qualità e proprietà diverse. Alcuni pannelli fotovoltaici colorati avranno una potenza maggiore di altri, ma potrebbero avere altri limiti come la quantità di colori disponibili o la luminosità dei colori.

Perché i pannelli fotovoltaici in genere sono scuri?

“Puoi avere qualsiasi colore, purché sia nero”. Quella frase di Henry Ford – certamente una parafrasi della versione originale leggermente meno concisa e più incentrata sull’auto – faceva parte della sua strategia per rendere il Modello T accessibile alle masse, citando la durata e il basso costo del nero.

Anche i migliori pannelli solari obbediscono alla regola di Ford, con i loro colori che tipicamente variano dal nero al blu molto scuro. Questi colori più scuri sono necessari per massimizzare l’efficienza dei pannelli. Solitamente, i pannelli solari di consumo possono assorbire solo meno di un quarto dei raggi del sole. I pannelli solari più colorati – verdi, diciamo, o gialli – assorbono ancora meno energia, rendendo un tale lavoro di verniciatura terribilmente costoso a lungo termine.

Dopotutto, il nero potrebbe andare bene per alcuni tetti solari, ma sbloccare il pieno potenziale dei pannelli significa dare loro l’intera gamma di colori necessari per integrarsi con l’ambiente più ampio. Così i ricercatori hanno creato pannelli che possono cambiare colore senza sacrificare l’efficienza.

Invece di usare coloranti o rivestimenti come i pannelli colorati disponibili in commercio – e orribilmente inefficienti – questi nuovi pannelli creati dai ricercatori dell’istituto olandese AMOLF sono ricoperti da fitte reti di cilindri di silicio, ciascuno largo meno di un milionesimo di metro.

Questi cilindri usano la risonanza elettromagnetica per cambiare la lunghezza d’onda della luce che diffondono, il che è un modo elegante per dire che cambiano colore in qualsiasi cosa tu voglia. I ricercatori hanno prima lavorato su pannelli verdi e tutto ciò che devono fare è ripetere il trucco per i pannelli blu e rossi affinché sia ​​possibile creare ogni altro colore.

La perdita di efficienza è minima rispetto a un pannello inalterato, solo circa il due percento. E a differenza degli attuali pannelli colorati, che cambieranno drasticamente l’aspetto a seconda dell’angolazione con cui li guardi, un pannello verde che utilizza questo nuovo metodo apparirà verde indipendentemente da dove ti trovi. Ciò significa che questi pannelli farebbero un lavoro molto migliore, integrandosi in un giardino.

Vantaggi del pannello solare fotovoltaico colorato

I vantaggi dei pannelli solari colorati sono principalmente legati all’estetica. Molte persone trovano brutto l’aspetto generale dei pannelli solari tradizionali e sono quindi riluttanti a installarli sui tetti. Gli architetti, in particolare, potrebbero non volerli includere nei loro progetti per i nuovi edifici.

Il problema è ancora più grande per gli edifici storici quando l’esterno dell’edificio fa parte del loro patrimonio culturale. Visibilità e valori del patrimonio culturale sono fattori importanti da considerare. Uno dei motivi alla base delle obiezioni delle persone sull’installazione di pannelli solari sui tetti degli edifici storici è l’impatto visivo.

Uno studio svedese ha suggerito che i sistemi fotovoltaici possono essere installati sui tetti degli edifici storici, se il sistema solare può essere ben integrato con i tetti senza danneggiare l’architettura dell’edificio. Con i moduli solari convenzionali blu o neri, solo lo spazio sul tetto che è invisibile dal livello della strada dovrebbe essere considerato per le installazioni solari.

Ciò dovrebbe ridurre al minimo l’impatto visivo sugli osservatori di determinati edifici storici. Tuttavia, i pannelli solari con rivestimenti di colore diverso potrebbero corrispondere al colore delle tegole circostanti degli edifici storici. Pertanto, con i pannelli fotovoltaici colorati lo spazio sul tetto per le installazioni solari viene aumentato, mentre l’impatto visivo viene diminuito.

A seconda della tecnologia del colore scelta, i moduli solari colorati possono fondersi con il design generale di un edificio. D’altra parte, possono anche essere resi divertenti e creativi. In questo modo, tutti possono trovare un sapore di pannello solare con cui possono convivere, persino godere.

La stampa di immagini o disegni su pannelli solari è oggi possibile. In questo caso, i pannelli fotovoltaici possono essere utilizzati per mostrare il marchio aziendale, pubblicità o semplicemente per rendere il tuo edificio molto più bello.

Conseguenze dei pannelli solari colorati

La scienza del solare è tale che i materiali più neri assorbono la maggior parte della luce solare e sono quindi i migliori per la generazione di energia fotovoltaica. Quando aggiungiamo colore a un pannello solare, diventa meno efficiente per definizione.

Lo svantaggio dei moduli colorati è che le loro prestazioni sono leggermente meno efficienti rispetto ai tradizionali moduli mono-Si, cioè i pannelli al silicio monocristallini (che appaiono neri), a causa dello strato di rivestimento colorato aggiuntivo sul vetro.

Alcune tecnologie sono migliori di altre nel trasmettere la luce solare attraverso gli strati colorati. Ogni tecnologia ha efficienze diverse e spesso colori diversi all’interno di una tecnologia avranno anche potenze nominali variabili da colore a colore impiegato.

Anche se i pannelli solari colorati generano meno energia rispetto ai pannelli solari incolori, i moduli colorati sono semplicemente più belli da vedere. Ciò significa che possiamo vedere i moduli FV colorati installati in luoghi dove altrimenti non vorremmo che fossero visti, come le facciate degli edifici.

In tali applicazioni BIPV (Building Integrated Photovoltaics), i pannelli solari colorati sostituiscono i tradizionali materiali da costruzione. Inoltre, potresti persino utilizzare la stampa di motivi per creare una facciata che assomiglia al marmo ma in realtà è una facciata solare che produce energia.

Come differenti colori (e distanze) influenzano la tensione in uscita

Per comprendere meglio il modo in cui funzionano i pannelli solari colorati, dobbiamo capire come i diversi fattori in gioco ne influenzano le prestazioni. Ciò su cui ci siamo concentrati sono diversi filtri di luce e sorgenti di luce poste a distanze diverse. Diversi colori di luce hanno lunghezze d’onda diverse, motivo per cui sono state prodotte quantità diverse di tensioni con colori diversi.

La tensione misurata rispetto al colore del filtro contraddice alcune delle nostre opinioni originali sulla correlazione tra i due. Quello che dobbiamo sapere è che lunghezze d’onda diverse hanno livelli di energia diversi, lunghezze d’onda troppo corte passeranno attraverso una cella solare, ma lunghezze d’onda troppo lunghe non avranno abbastanza energia per ‘eccitare’ gli elettroni nella cella solare per produrre energia.

Quello che ci aspettavamo erano lunghezze d’onda inferiori per produrre più energia, in quanto hanno più energia, ma il risultato è stato l’opposto. Dai nostri risultati abbiamo determinato che il miglior colore del filtro è tra il giallo e il rosso, quindi una lunghezza d’onda compresa tra 600 nm e 700 nm.

Infatti, più grande diventa la lunghezza d’onda, minore sarà la tensione prodotta perché le lunghezze d’onda stanno diventando troppo grandi per alimentare la cella solare. Secondo i dati raccolti, nessun filtro colorato è in realtà inferiore al filtro colorato giallo, il che è sorprendente perché ci aspetteremmo che la luce bianca produca più energia perché è uguale al sole.

La tensione rispetto alla distanza è abbastanza autoesplicativa. Maggiore è la distanza tra la sorgente luminosa e la cella solare, minore sarà la quantità di energia prodotta. Questo perché la luce si diffonde non appena lascia la sorgente, ma la quantità di luce non cambia. Quindi, man mano che l’area coperta dalla luce diventa più grande, anche la quantità di luce per una certa area diventa più piccola e più debole.